论文部分内容阅读
经济高速增长的中国在油气需求的驱使下势必要动用更多的陆地石油地质储量以提高原油产量,由此将引发更多的累积污染和更严峻的石油开采生态风险。其中陆地石油开采排放的有害物质尤其是重金属导致的多介质环境污染问题已成为全球性的问题。研究重金属污染物在典型陆地石油开采区多介质环境中的活动规律,对被石油开采影响的区域进行风险评价是这些区域进行污染治理、环境规划和环境保护的前提。然而,现有研究中仅有针对石油开采污染物对水体、土壤、沉积物、植物等单一环境介质污染规律、机理研究,而针对污染物在石油开采区多介质环境迁移转化规律及对多介质生态风险评价的研究成果较少。本论文选定Cd、Cr、Cu、Pb和Zn5种重金属研究其在典型陆地石油开采区多介质环境中迁移转化规律,并评价了土壤污染现状及研究区域内多介质生态风险。本论文选取多介质环境等量浓度模型,模拟了Cd、Cr、Cu、Pb和Zn5种重金属在我国典型陆地石油开采区多介质环境(大气、水、土壤、沉积物和植物相)中的迁移转化、归趋。由实测(或文献)数据及模型模拟数据对比验证模型模拟效果,经计算,大气相、土壤相和沉积物相的平均对数残差分别为0.38、0.67和0.16,低于水相(1.67)和植物相(1.43),且重金属污染在各环境相的平均对数残差均在1个数量级左右,即模型建立合理,可用于模拟污染物多介质环境行为。模型模拟结果显示,石油开采区重金属污染物以落地原油和大气源排放方式进入多介质环境中,跨介质迁移主要发生在沉积物-水和土壤-空气中,主要输出方式是沉积物掩埋,沉积物相是重金属污染物的主要归宿,且重金属污染物从土壤向大气迁移的趋势最为明显。由陆地石油开采区重金属多介质环境行为模拟结果可以看出,预防重金属污染尤其应关注水和空气,出现重金属污染相关问题时,应着重关注沉积物和土壤的保护及修复。在多介质环境等量浓度模型模拟基础上,运用潜在生态危害指数法对多介质中的水、土壤和沉积物中重金属进行生态风险评价,评价结果表明,单污染生态风险中Cd的水平最高,水相中生态风险等级为“极强”;Cd污染在水、土壤中和沉积物相的危害大,在日后应对环境污染问题和陆地石油开采环境规划时应加强对重金属Cd的重视。此外,采用层次分析法对研究区域内大气中重金属评价,发现Pb在大气环境中的危害权重最大,其他重金属的污染也不容忽视。以芦苇作为风险表征对象对植物相中重金属进行生态风险评价,发现Cr和Cd在沉积物-芦苇和土壤-芦苇中的迁移能力最强,说明Cr和Cd易被芦苇富集,或被转移到生物链进行物质循环。多介质环境等量浓度模型与生态风险评价的结合,集成了模型模拟与生态风险评价的双重功能,实现了重金属污染物在典型陆地石油开采区环境行为和生态风险的定量表征,可以为相关决策提供一定的技术支持。